热管理对于储能安全具有重要意义
双碳目标推出至今,历经全国范围限电、停电、高用电浪潮后,多能源配储的战略意义已不言而喻。随着清洁能源占比逐步提升,储能在电力系统的发电侧、电网侧和用户侧起到了至关重要的作用。电化学储能由于能量密度大、应用灵活、响应快速等优势,渗透率快速提升。电池作为电化学储能的核心部件,具有较大的热失控风险,从安全角度看,储能温控极具重要性。
为什么储能系统需要温控?
储能温控是防止储能系统容量衰减、寿命减短、热失控的关键。
储能系统电池数目多、电池容量和功率大,需要进行有效的电池热管理,否则可能导致电池充放电性能、容量和寿命等下降,甚至引发热失控,造成安全事故。
锂电池充放电的过程中,一部分化学能或电能转化成热能,如储能系统散热不佳,可能致热失控,造成电池短路、鼓包、出现明火,最终引发火灾、爆炸等安全事故。
2011-2021年间,全球共发生32起储能电站起火爆炸事故,2022年1-5 月,全球就已经发生了8起以上的储能着火事故。
电池热失控成为起火事故的主要原因。储能系统产热大,散热空间有限,自然通风下难以实现温度控制,易损害电池的寿命和安全。与动力电池系统相比,储能系统电池的功率更大,数量更多,产热更多,而电池排列紧密又导致散热空间有限,热量难以快速、均匀地散发,易引起电池组之间的热量聚集、运行温差过大等现象,最终损害电池的寿命和安全。
此外,发电侧储能系统大容量、调峰调频用储能系统电池高倍率的大趋势下,未来储能温控的重要性将不断上升。
温控的应用
温控指通过某种加热或冷却手段对温度进行有效调节和控制。温控有助于实现工业环境的安全稳定,广泛运用于生产生活的各个领域。由于各种器件设备在运行过程中会散发出大量热量,若不及时进行冷却处理,高温高热将导致设备性能下降,严重时甚至可能引发火灾、爆炸等事故,因此温控在现代工业场景中的重要性尤其明显。温控设备能将工作温度维持在适宜范围内,实现其他器件设备的安全、稳定和长寿命使用。
储能温控的技术与设备
主流技术:目前储能系统温控主要采用风冷、液冷,在研技术有热管冷却、相变材料冷却,核心区别在散热速率和成本。
风冷的结构简单,成本低,但散热速率最低;
液冷散热速率高于风冷,但结构更复杂,成本更高于风冷。
热管冷却和相变材料冷却仍在实验室阶段,散热速率更高,但成本也更高。
无论是风冷还是液冷,都是对储能系统内电池簇进行温度管理的一种温控技术。储能温控能进行有效热管理,保障系统内部处于一个恒定的温湿状态,储能温控设备为储能安全提供保障。
双碳目标推出至今,历经全国范围限电、停电、高用电浪潮后,多能源配储的战略意义已不言而喻。随着清洁能源占比逐步提升,储能在电力系统的发电侧、电网侧和用户侧起到了至关重要的作用。电化学储能由于能量密度大、应用灵活、响应快速等优势,渗透率快速提升。电池作为电化学储能的核心部件,具有较大的热失控风险,从安全角度看,储能温控极具重要性。
为什么储能系统需要温控?
储能温控是防止储能系统容量衰减、寿命减短、热失控的关键。
储能系统电池数目多、电池容量和功率大,需要进行有效的电池热管理,否则可能导致电池充放电性能、容量和寿命等下降,甚至引发热失控,造成安全事故。
锂电池充放电的过程中,一部分化学能或电能转化成热能,如储能系统散热不佳,可能致热失控,造成电池短路、鼓包、出现明火,最终引发火灾、爆炸等安全事故。
2011-2021年间,全球共发生32起储能电站起火爆炸事故,2022年1-5 月,全球就已经发生了8起以上的储能着火事故。
电池热失控成为起火事故的主要原因。储能系统产热大,散热空间有限,自然通风下难以实现温度控制,易损害电池的寿命和安全。与动力电池系统相比,储能系统电池的功率更大,数量更多,产热更多,而电池排列紧密又导致散热空间有限,热量难以快速、均匀地散发,易引起电池组之间的热量聚集、运行温差过大等现象,最终损害电池的寿命和安全。
此外,发电侧储能系统大容量、调峰调频用储能系统电池高倍率的大趋势下,未来储能温控的重要性将不断上升。
温控的应用
温控指通过某种加热或冷却手段对温度进行有效调节和控制。温控有助于实现工业环境的安全稳定,广泛运用于生产生活的各个领域。由于各种器件设备在运行过程中会散发出大量热量,若不及时进行冷却处理,高温高热将导致设备性能下降,严重时甚至可能引发火灾、爆炸等事故,因此温控在现代工业场景中的重要性尤其明显。温控设备能将工作温度维持在适宜范围内,实现其他器件设备的安全、稳定和长寿命使用。
储能温控的技术与设备
主流技术:目前储能系统温控主要采用风冷、液冷,在研技术有热管冷却、相变材料冷却,核心区别在散热速率和成本。
风冷的结构简单,成本低,但散热速率最低;
液冷散热速率高于风冷,但结构更复杂,成本更高于风冷。
热管冷却和相变材料冷却仍在实验室阶段,散热速率更高,但成本也更高。
无论是风冷还是液冷,都是对储能系统内电池簇进行温度管理的一种温控技术。储能温控能进行有效热管理,保障系统内部处于一个恒定的温湿状态,储能温控设备为储能安全提供保障。